[发明专利]偏振、基于多色LED的照明源

说明书

技术领域

本发明涉及可用于图像投影系统的照明系统。更具体地讲，本发明涉及的照明系统包括发光元件(例如发光二极管(LED))阵列以生成偏振光。

背景技术

照明系统可用于多种不同应用场合，包括图像投影显示系统、液晶显示器的背光源等。投影系统通常使用光源，用照明光学器件将光传递到一个或多个成像器件，用投影光学器件投影来自成像器件的图像；以及显示图像的投影屏。成像器件由电子调节并且处理过的视频信号控制。

白色光源(例如高压汞灯)一直、且仍然是投影显示系统使用的主要光源。在包括三个面板的图像投影系统中，白色光束分裂为三个主要的颜色通道，即红色、绿色和蓝色，并射向为每种颜色生成图像的各自成像器件面板。所得的原色图像光束组合成投影显示的全色图像光束。一些其它投影系统使用单一成像器面板，因此使用旋转色轮或一些其它类型的时序彩色滤波器过滤白光，从而使得一种原色的光每次都入射到图像显示器件上。在面板处入射的光按顺序更改颜色以形成与入射光同步的彩色图像。观察者的眼睛整合按序着色的图像以感知全色图像。

近来，发光二极管(LED)已被视为白色光源的替代源。在一些情况下，不同的照明通道由各个颜色的LED或LED阵列提供照明。例如，蓝光LED用于照明蓝色通道，红光LED用于照明红色通道。一些类型的图像显示器件，例如液晶显示器(LCD)，是利用偏振光，但是LED产生的是非偏振光，因此仅有二分之一的生成光可被液晶显示器使用。此外，已知产生可见光谱绿光区的LED的效率相对蓝光LED或红光LED较低，因此很多系统需要的绿光LED多于蓝光LED或红光LED。如果需要对光进行偏振，那么所述光谱绿光区低效率问题会更加复杂。

发明内容

本发明的一个实施例涉及的照明源包括一个或多个发光二极管(LED)的结构，其包括能够产生第一波长光的LED。在邻近一个或多个LED处设置有荧光体材料。该荧光体材料被第一波长的光照明时，会发射第二波长的光。集光单元包括至少锥形光学元件。第一和第二波长的光穿过该集光单元。设置的反射偏振器透射第一偏振状态下的第一和第二波长的光，并且反射第二偏振状态下的第一和第二波长的光，所述第二偏振状态正交于第一偏振状态，由反射偏振器反射的第一和第二波长的光被导回荧光体材料，角范围基本上没有增加。该照明源产生包含第一和第二波长的偏振光的输出光束。

本发明的另一个实施例涉及的照明源包括一个或多个发光二极管(LED)构成的阵列，所述阵列包括能够发出第一波长光的第一LED以及能够发出第二波长光的第二LED，其中所述第二波长不同于所述第一波长。在第一LED上设置有荧光体材料，从而使得第一LED发出的光入射到该荧光体材料上。荧光体将第一波长的光转换为第三波长的光。

本发明的上述概要并非旨在描述本发明的每个示出的实施例或每种实现情况。下面的附图以及具体实施方式更具体地举例说明了这些实施例。

附图说明

结合附图对本发明的以下具体实施方式加以考虑，将有利于更完整地理解本发明，其中：

图1示意性地示出根据本发明原理的照明光源的示例性实施例；

图2示意性地示出照明光源一部分的发光二极管阵列的实施例；

图3示意性地示出根据本发明原理的照明光源的另一个示例性实施例；

图4示意性地示出根据本发明原理的照明光源的另一个示例性实施例；

图5A和5B示意性地示出根据本发明原理的照明光源的另外的示例性实施例；

图5C和5D示出不同类型的反射器对光的反射，此处是发散光；

图6示意性地示出一种图像投影系统的实施例，该系统使用根据本发明原理的照明光源；

图7示意性地示出根据本发明原理安装在冷板上的LED阵列的实施例；

图8示意性地示出根据本发明原理的另一个照明源的实施例，该照明源产生包含两种波长的光输出；

图9示意性地示出使用图8所示类型照明源的投影系统的示例性实施例；并且

图10示意性地示出根据本发明原理的另一个照明源的实施例，该照明源产生包含两种波长的光输出。

虽然本发明受各种修改及替代形式的影响，但其细节已在附图中以举例的方式示出并且将详细说明。然而应当理解，其目的并不在于将本发明局限于所描述的具体实施例，而是在于涵盖所附权利要求书中限定的本发明的精神和范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。

具体实施方式

本发明适用于照明系统，并且尤其适用于显示图像的照明系统，例如可用于诸如投影电视和显示器、监视器等的投影系统。